概述
随着新能源大规模接入引发的短时高频事件增多，电力系统将面临更多的调峰和电力消纳需求。未来，储能应用将朝着多场景、多技术路线和多元化方向发展。
通过混合储能组合利用各种不同储能技术的优势，实现更高效、更灵活的能源存储和管理。综合优化储能成本和性能将是当前和未来电力系统储能布局的重点方向。
混合储能“全面开花”
近年来，随着新能源在电力系统中份额不断增加，对于具备灵活性调节资源的需求也在增加，电网需要更快速的响应和更长时间的调节支持。
传统的单一储能技术难以全面满足电网在调峰和调频等方面的要求。除了考虑储能时长、成本和使用寿命等多方面需求外，更需要采用性能更恰当的混合储能系统。
混合储能技术结合了多种不同的储能方式，综合利用了各种技术的优势，弥补了单一储能技术的不足。同时，它也克服了储能系统运行效率低、成本高等问题，是有效解决分布式电源输出功率间歇性问题的途径。
这些混合系统充分利用了不同储能技术的长处，通过能量型和功率型的结合、长时和短时储能的互补，显著提升了系统性能，实现了“1+1＞2”的效果。
自2024年以来，在政策支持和项目示范等因素的推动下，混合储能应用呈现明显加速发展的态势。
根据CESA储能应用分会产业数据库的数据显示，2024年1月至10月期间，共有10个混合储能项目新增装机，总规模达到1.4GW/4.6GWh，容量占比为7.92%，平均储存时长为3.28小时，总投资超过67亿元。
在政策层面，今年以来支持和鼓励混合储能应用的政策力度有所增加，多个重要文件相继发布。
其中，国家能源局于4月发布了《电力系统新型储能电站规划设计技术导则》，鼓励采用混合储能技术以应对电力系统对灵活性的高需求。
另外，工业和信息化部在11月6日公开征求对《新型储能制造业高质量发展行动方案》（征求意见稿）的意见，明确提出鼓励结合应用需求探索开发多类型混合储能技术。
在项目示范方面，根据国家能源局年初发布的《新型储能试点示范项目名单》，共有56个项目被选中，其中包括山东省利津县的795MW/1600MWh、山西省朔州市平鲁区的100MW/200MWh、新疆维吾尔自治区哈密市伊州区的256.5MW/1000MWh等8个混合储能项目，占比达到14%。
观察混合储能试点示范项目的分布，可以看到它们遍布于山东、山西、新疆、广西、河北、江西、辽宁等多个地区，项目规模从几十兆瓦到数百兆瓦不等，总储能容量从数百兆瓦时到数千兆瓦时不等。
据新疆发布的2024年全区独立新型储能项目清单显示，混合储能项目占据最大规模，达到3.002GW/12.96GWh。在收益率方面，混合储能的收益率明显提升。
数据显示，南方区域首个将“磷酸铁锂电池”与“超级电容器”混合储能的项目运行后，广东珠海金湾发电有限公司（以下简称“金湾发电公司”）的AGC（Automatic Generation Control）调频累计收益达到3069万元，月最高达到585万元，月最低收益为280万元，月平均收益为438万元。
相比采用混合项目前，该公司的AGC调频收益不足10万元/月。据此测算，混合储能项目实现调频月均收益提升了近440%。
在技术应用方面，混合储能正朝着更多、更复杂的技术组合发展。例如，今年7月，国能青海进行了100mwh构网型混合储能系统设备采购和设计，其中包含了飞轮储能、超级电容、钛酸锂电池、钠离子电池等7种技术路线。
液流电池、飞轮储能随着混合储能应用快速渗透
混合储能市场主要以“磷酸铁锂+”模式为主，今年以来，“磷酸铁锂+液流”和“磷酸铁锂+飞轮”在混合储能市场表现出加速增长的趋势。
根据CESA储能应用分会产业数据库的数据显示，在1-10月的混合储能装机项目中，磷酸铁锂电池储能的投运功率规模占比达76.22%，位居第一；液流电池功率占比为18.79%，排名第二；而飞轮储能占比为3.57%，排名第三。
这表明，混合储能技术应用将更加突出长时间应用和功率支撑。
液流电池储能作为长时间储能技术之一，有助于平衡电力供需和长期电网调节。与抽水蓄能、压缩空气储能等相比，液流电池具有配置灵活、建设周期短、系统效率更高等特点。与目前主要应用的锂电池相比，液流电池具有大容量、更高安全性和长时间储能等特点。
此外，在2小时内的储能市场中，锂电池技术成熟且成本较低。然而，超过2小时后，锂电池的成本逐渐增加，在性价比方面不如液流电池。
因此，液流电池和锂电池的组合在混合储能市场上蓬勃发展。
在投运项目中，中核集团新华乌什500MW/2000MWh构网型储能项目由250MW/1000MWh磷酸铁锂储能和250MW/1000MWh全钒液流储能构成。这个项目不仅是全国规模最大的构网型储能项目，也是国内规模最大的全钒液流与磷酸铁锂混合型储能项目。
在示范建设项目中，“磷酸铁锂+全钒液流电池”的混合储能站建设项目数量最多。除了全钒液流电池外，还有锂电池+铁铬液流电池、锌溴液流电池+磷酸铁锂储能等项目也加速进入示范阶段。
最近，国内最大的构网型混合储能项目——新华乌什50万千瓦/200万千瓦时构网型储能项目取得了新进展。第一台220kV主变压器已完成试验准备，标志着项目设备交付的关键时刻即将到来。该项目总装机容量为500MW/2GWh，包括250MW/1GWh磷酸铁锂电池储能和250MW/1GWh全钒液流电池储能，储能时长为4小时。
在2024年4月至5月，内蒙古发布了两批电网侧独立新型储能示范项目，其中有16个长时储能项目，其中10个采用了混合储能技术，其中液流电池储能项目就有8个。
在储能市场中，飞轮储能技术以其快速响应、长寿命和低维护的特点，在提供电力系统调频和负荷平衡方面展现出卓越的优势。它是目前最广泛应用的混合储能技术类型，在山西地区应用最为广泛。
华电山西朔州热电的飞轮储能复合调频项目于去年4月正式投运，这是国内首个飞轮与锂电池相结合的复合调频项目，填补了国内在飞轮与电化学复合储能领域的空白。
今年以来，在政策、资本和技术等多重因素的助推下，飞轮储能在电网调频市场加速渗透。与锂电池等能量型储能技术组合，在混合储能市场迅速落地。这项技术应用正快速向百兆瓦级推进，多个项目纷纷落地并开工。
不久前，山西京晋飞鹏能源科技有限公司在山西运城市开工建设了一个规模为200MW/9MWh的独立调频储能电站项目，这是目前全球最大的飞轮独立调频储能电站。
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